CN102034072A - 条形码图像辨识方法 - Google Patents

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Abstract

一种条形码图像辨识方法，适用于一条形码辨识系统，借以辨识一条形码图像。条形码辨识系统包括一控制模块、一条形码撷取单元及一储存单元，条形码图像包括若干个区块。本发明的条形码图像辨识方法于每一次扫描及辨识过程中，控制模块纪录条形码信息可以被辨识的区块于储存单元以作为有效区块。控制模块再将先前的有效区块加以组合，并通过检查码验证区块组合，以找出通过验证的有效区块组合来作为有效条形码。每一次扫描及辨识过程中，控制模块只需要成功辨识部分区块，再组合多次扫描所得到的有效区块，就可以快速地完成条形码图像的辨识工作。

Description

条形码图像辨识方法
技术领域
本发明有关于条形码辨识方法，特别是关于一种针对一维或堆栈式条形码图像的条形码辨识方法。
背景技术
一维条形码包括黑白相间隔的长条图块，通过条形码协议(BarcodeProtocol)的规范，长条图块的宽度及黑白组合可代表不同的数字及字母。前述的长条图块的宽度及黑白组合所代表的数字及字母组合，是随者条形码协议而有所不同。
在现有公知技术中，辨识条形码图像包括两种方式，其一是撷取整个条形码图像，利用复杂的影像处理对整张图做运算，找出条形码图像区块并做二值化处理，再交由译码引擎做译码。但是，对整个条形码图像进行处理的方式，需要相对较多的硬件资源，对于硬件效能相对较低的手持计算机装置而言，实行此种方法将耗费大量运算时间。
第二种方式主要针对一维条形码，条形码图像中取一扫描线，通过条形码图像的所有长条图块，仅针对此一扫描线进行影像运算以及二值化处理，产生二值化数组后，对条形码进行译码。此法虽然只对一条扫描线来做处理，其速度较快。但是单一扫描线可能包括了取样质量过差而无法进行二值化的部分，导致条形码的译码结果无法通过检查码验证。特别是对于长条形码，例如包括多个区段的条形码而言，单一条形码数据符辨识错误而导致无法通过检查码验证的几率越高。只要有任一条形码数据符辨识错误，或特定图块无法清楚成像，就会导致辨识结果无法通过检查码验证，则该次扫描结果便被直接废弃，而必须重新执行下一次扫描及辨识。若条形码图像质量不佳，则重复扫描及辨识的次数也将增加，导致耗费大量时间于重复扫描。
发明内容
于已知技术中，于条形码图像中取一扫描线辨识条形码的方法，常需要相对较多次数的扫描及辨识，才能取得可通过检查码验证的译码结果。
基于上述问题，本发明的目的在于提出一种条形码辨识方法，可以减少重复扫描及辨识的次数。
为了达成上述目的，本发明提出一种条形码图像辨识方法，适用于一条形码辨识系统，用以辨识一条形码图像。所述条形码辨识系统至少包括一控制模块、一条形码撷取单元及一储存单元，所述条形码图像包括若干个区块，且条形码图像包括至少一检查码。所述条形码辨识方法包括下列步骤：
以条形码撷取单元撷取所述条形码图像，并以该控制模块将所撷取的条形码图像暂存于该储存单元中；
以该控制模块反复地沿着若干个扫描线辨识所述条形码图像，其中每一个该扫描线系通过所述条形码图像的所有区块；
于每一次沿着该些扫描线其中之一辨识所述条形码图像之后，执行下列步骤：
以该控制模块分析所述条形码图像的每一个区块的条形码信息，找出区块中是否包括有效区块，所述有效区块为条形码信息可以被辨识的区块；
以该控制模块输出该有效区块的条形码信息至该储存单元，以记录该有效区块及其所对应的条形码信息；
以该控制模块由已记录的有效区块中，产生若干个区块组合，其中每一区块组合包括组成条形码图像的区块；
以该控制模块通过检查码验证各区块组合的条形码信息，找出通过该检查码验证的区块组合，以作为一有效条形码；及
以该控制模块输出该有效条形码的条形码信息。
较佳地，于通过检查码验证各区块组合的条形码信息的步骤中，当每一个区块组合都无法通过检查码验证时，以该控制模块重新沿着另一个扫描线辨识所述条形码图像。
较佳地，于反复地沿着若干个扫描线辨识所述条形码图像的步骤包括：以该控制模块于所述条形码图像上设定若干个扫描线；及以该控制模块选取扫描线之一，辨识条形码信息。
较佳地，找出各该有效区块的步骤包括：以该控制模块找出所述条形码图像的定位图形，以界定该定位图形所对应的区块；及以该控制模块辨识各该区块的条形码信息。
较佳地，于分析所述条形码图像的每一个区块的条形码信息的步骤中，更包括：若无法由条形码图像找到有效区块，以该控制模块重新选取一尚未进行条形码图像辨识的扫描线辨识所述条形码图像。
较佳地，本发明的条形码辨识方法还包括下列步骤：以该控制模块对该被选取的扫描线进行二值化处理，以辨识所述条形码图像。而且该二值化处理的步骤包括：该控制模块定义被选取的扫描线为坐标轴，产生亮度值的变化曲线；由该控制模块在该亮度值的变化曲线上设定若干个取样点；该控制模块在每一取样点之前后定义一局部化范围；该控制模块于该局部化范围中，找出最小波峰与最大波谷；该控制模块以最小波峰与最大波谷的平均值，作为对应每一取样点的局部化阈值；及该控制模块通过每一局部化阈值，决定每一取样点的二值化结果。
较佳地，该局部化范围为各该取样点之前后，包括一定数量波峰及波谷的区段。
本发明的功效在于，不需要在一次扫描中就成功辨识整个条形码。通过本发明条形码辨识系统只需要在一次扫描中就成功辨识条形码的部分以作为有效区块，再结合已经取得的有效区块以检查码验证，即可完成条形码辨识。因此本发明可以减少扫描及辨识次数，提升条形码图像辨识的效率。
附图说明
图1为一具备二个区块的条形码图像，用以说明本发明的条形码图像辨识方法。
图2为应用本发明的条形码图像辨识方法的条形码辨识系统的电路方块图。
图3为应用本发明的条形码图像辨识方法的流程图。
图4为被定义若干个扫描线的条形码图像。
图5为条形码图像的亮度值变化曲线及局部化阈值的曲线。
图6为条形码图像、扫描线及有效区块的示意图。
具体实施方式
图1所示的一维条形码图像为一RSS-14的条形码，又称GS-1 Databar。RSS-14/GS-1 Databar仅作于范例说明，本发明的条形码图像辨识方法并不限定于辨识RSS-14/GS-1 Databar。
一般而言，条形码图像通常包括左护线(left guard pattern)、右护线(rightguard pattern)、定位图形(finder pattern)及条形码数据符(data character)。左护线及右护线用以界定条形码图像的范围，也就是条形码图像是位于左护线及右护线之间。定位图形用以界定条形码位置，以作为一参考点以分析长条图块的宽度及黑白组合。
在一个相对较长的条形码图像中，条形码图像被区分为多个区块(segment)，而每一区块被给予一定位图形。以RSS-14的条形码为例，条形码图像被区分为左区块(left segment)及右区块(right Segment)。左区块包括一左定位图形(left finder pattern)及右区块中包括一右定位图形(right finderpattern)。在其它条形码协议中，条形码图像可能仅包括单一区块及单一定位图形，或条形码区块包括超过二个区块及对应数量的定位图形。每一条形码图像包括一或若干个条形码数据符，分别位于各区块中。于RSS-14的条形码中，左区块及右区块分别包括二个条形码数据符，分设于左/右定位图形的二侧。在这些条形码数据符中，包括至少一检查码(Checksum)，用以验证所述条形码图像的条形码信息。
参阅图2所示，本发明所揭露的条形码图像辨识方法，适用于一条形码辨识系统，用以辨识包括若干个区块的条形码图像，如前所述，条形码图像包括至少一检查码。
如图2所示，条形码辨识系统至少包括一控制模块110、一条形码撷取单元120、及一储存单元130。条形码辨识系统可为一手持计算机装置，例如个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)。控制模块110包括手持计算机装置的中央处理器及逻辑芯片组，中央处理器及逻辑芯片组可为分设于电路板的独立组件，也可以被整合为单一系统芯片(System-On-Chip，SOC)。条形码撷取单元120为手持计算机装置的摄像镜头，摄像镜头的摄像分辨率以大于百万像素者为最佳。储存单元130为手持计算机装置的内存，包括程序内存及储存内存。条形码辨识系统也可以为桌上型计算机、笔记型计算机、工业计算机、或简易型计算机，其中控制模块110包括计算机的中央处理器及逻辑芯片组；条形码撷取单元120为连接于计算机的摄像镜头或条形码扫描枪；储存单元130包括硬盘等固定储存媒介及系统内存。
参阅图3所示，为本发明条形码图像辨识方法的流程图，该辨识方法的步骤说明如下。
如图4所示，先以控制模块110驱动条形码撷取单元120，以通过条形码撷取单元120撷取条形码图像，如步骤S110所示。
同时，控制模块110将所撷取的条形码图像暂存于储存单元130中。
接着，控制模块110于条形码图像上设定若干个扫描线(A、B、C、D)，如步骤S111所示。前述的各扫描线(A、B、C、D)分别通过所有区块，特别是穿越组成条形码图像的所有实心长条块图，且扫描线(A、B、C、D)为互相平行。
接着，控制模块110反复地沿着各扫描线(A、B、C、D)辨识条形码图像的区块。
反复地沿着各扫描线(A、B、C、D)扫描的程序，是先由控制模块110选取一尚未进行条形码图像辨识的扫描线(A、B、C、D)，以辨识条形码信息，如步骤S120所示；例如，在条形码扫描作业刚开始时，选取为扫描线(A、B、C、D)中位于最上方的扫描线A，作为被选取的扫描线A。
控制模块110对该被选取的扫描线A进行二值化处理，如步骤S130所示。
参阅图5所示，于步骤S130的影像二值化处理过程，是由控制模块110在亮度值变化曲线上设定若干个取样点，在每一取样点之前后定义一局部化范围。于该局部化范围中，找出最小波峰与最大波谷。
然后，控制模块110将最小波峰与最大波谷相加除以2取得最小波峰与最大波谷的平均值，以平均值作为对应每一取样点的局部化阈值(localthreshold)，借以通过每一局部化阈值，决定每一取样点的二值化结果，从而达到最佳二值化结果。局部化范围的设定，可为该取样点之前后，包括一定数量波峰及波谷的区段，例如于取样点前后包括取四个波峰及四个波谷的区段做为局部化范围，并在四个波峰及四个波谷中找出最小波峰与最大波谷，进而取得平均值以作为局部化阈值。取局部化阈值的优点在于，每一取样点的二值化阈值皆可以随着相邻取样点变化，降低条形码图像亮度不均的影响，避免条形码图像在二值化过程中失真。
再参阅图3及图4所示，控制模块110定义该被选取的扫描线A为坐标轴，产生亮度值的变化曲线，依据亮度值变化产生一二值化数组，如步骤S140所示。
接着该控制模块110加载一译码引擎(decoding engine)，以分析该二值化结果(S150)。
接着，控制模块110于每一次沿着扫描线(A、B、C、D)其中之一辨识条形码图像之后，执行下列步骤。
通过该译码引擎，控制模块110找出分析条形码图像的每一个区块的条形码信息，以找出条形码图像的区块中，是否具备有效区块，如步骤S160所示；其中有效区块为条形码信息可以被辨识的区块。
找出有效区块的方法是由控制模块110找出定位图形，以界定该定位图形所对应的区块，并辨识各区块的条形码信息。在具有多个区块的条形码图像，例如图5所示的RSS-14条形码图像，所述条形码图像具有至少二定位图形(左/右定位图形)，对应二区块(左/右区块)。通过左/右定位图形，控制模块110将所述条形码图像分割为二定位区块。在某些情况下，可能二定位图像当中可能仅有一个可以被控制模块110找到，以分析出对应区块的条形码信息，因此通过此扫描线A所取得的有效区块，可能仅为多个区块其中之一。
若于步骤S160中，控制模块110完全无法由条形码图像找到有效图块，则回归至步骤S120，重新选取一尚未进行条形码图像辨识的扫描线，以作为另一被选取的扫描线，进行另一次有效区块的寻找。例如，当完成沿着扫描线A的辨识作业，而无法找到有效图块，则控制模块110执行的程序回归至步骤S120，重新由标记B、C、D的扫描线中再选取其中之一，进行另一次有效区块的寻找。
若于步骤S160中找到至少一有效区块，则控制模块110输出该有效区块的条形码信息至该储存单元130，以记录该有效区块及其所对应的条形码信息(S170)。
有效区块及其所对应的条形码信息通常是记录于储存单元130中的一候选区块列表中，因此此时控制模块110可更新储存于该储存单元130的候选区块列表，如步骤S 180所示。在反复地扫描过多个扫描线(A、B、C、D)之后，该候选区块列表将包括多个有效区蒯及各有效区块的条形码信息。
参阅图6，以RSS-14条形码图像为例：
在沿着扫描线A进行的的条形码辨识过程中，控制模块110可能仅能取得左区块的条形码信息，因此候选区块列表只记录该次辨识过程中的左区块作为有效区块L1及其对应的条形码信息，但不纪录右区块的相关信息。
在沿着扫描线B进行的条形码辨识过程中，控制模块110可能因条形码图像模糊，而完全无法取得条形码信息。
在沿着扫描线C进行的条形码辨识过程中，控制模块110可能仅取得右区块的条形码信息，因此候选区块列表只记录该次辨识过程中的右区块作为有效区区块R1及其对应的条形码信息，但不纪录左区块的相关信息。
当然，在某次沿着扫描线(A、B、C、D)的辨识过程中，控制模块110同时取得左/右区块的条形码信息，但左/右区块的条形码信息的组合，并不符合RSS-14的条形码协议，因此该次左/右区块的条形码信息的组合无法作为最终的条形码辨识结果，但由于左/右区块的条形码信息可能有至少一为正确，因此候选区块列表中仍分别记录左/右区块的条形码信息。又或者是，当依序沿着扫描线A、B、C辨识条形码图像之后，已经可以找出最终的条形码辨识结果，则不再沿着扫描线D对条形码图像进行辨识。
接着控制模块110由候选区块列表中已记录的有效区块中产生若干个区块组合，每一组合包括组成条形码图像的若干个区块。以图6的RSS-14条形码图像为例，控制模块110会由候选区块列表任意选取一左区块的有效区块(例如L1)及一右区块的有效区块(例如R1)产生一区块组合。
接着控制模块110通过检查码(Checksum)，验证各区块组合的条形码信息，找出通过该检查码验证的区块组合，以作为一有效条形码，如步骤S190及步骤S200所示。
例如：将属于左区块的有效区块L1及区块的有效区块R1作为区块组合，结合其分别对应的条形码信息，并验证检查码。
可通过检查码验证的区块组合，即为一有效条形码，因此控制模块110系通过检查码验证寻找该候选区块列表是否可以产生有效条形码(S200)。也就是说，最后组成条形码的区块组合是由在不同扫描线(A、B、C、D)中所辨识完成的，不需要一次由单一扫描线完成完整的条形码辨识。
若步骤S200中，控制模块110无法找出有效条形码，则回归至步骤S 120，控制模块110重新选取一尚未进行条形码图像辨识的扫描线(A、B、C、D)，以执行另一次条形码图像扫描作业。
若步骤S200中，控制模块110找出有效条形码，则进一步进行条形码分析。由于条形码信息仅为数字及字母的组合，因此条形码信息必须通过经过分析，以译码为原始所欲附加的信息，如步骤S210所示。当完成条形码分析后，则输出已译码的信息(S220)。
于步骤S160至S200中，本发明条形码图像辨识方法将具备多个区块的条形码图像加以分割，每次纪录成功辨识的区块。在下一个扫描线的条形码辨识过程中，在取得其它区块的信息，通过检查码验证各种区块组合，以找出可通过验证的区块组合，作为条形码辨识结果。通过本发明条形码图像辨识方法，由于本发明并非采用一次完成整个条形码辨识的译码结果，因此可以减少重复扫描辨识的次数，从而加速辨识效率。

Claims (7)

1.一种条形码图像辨识方法，适用于一条形码辨识系统以辨识一条形码图像，所述条形码辨识系统至少包括一控制模块、一条形码撷取单元及一储存单元，所述条形码图像包括若干个区块，且所述条形码图像包括至少一检查码，所述方法包括下列步骤：
以条形码撷取单元撷取所述条形码图像，并以该控制模块将所撷取的条形码图像暂存于该储存单元中；
以该控制模块反复地沿着若干个扫描线辨识所述条形码图像，所述每一个该扫描线通过所述条形码图像的所有区块；
于每一次沿着扫描线其中之一辨识所述条形码图像之后，执行下列步骤：
以该控制模块分析所述条形码图像的每一个区块的条形码信息，找出区块中是否包括有效区块，其中各该有效区块为条形码信息可以被辨识的区块；
以该控制模块输出该有效区块的条形码信息至该储存单元，以记录该有效区块及该有效区块所对应的条形码信息；
以该控制模块由已记录的有效区块中，产生若干个区块组合，其中每一区块组合包括组成条形码图像的若干个区块；
以该控制模块通过检查码验证各区块组合的条形码信息，找出通过该检查码验证的区块组合，以作为一有效条形码；及
以该控制模块输出该有效条形码的条形码信息。
2.根据权利要求1所述的条形码图像辨识方法，其中于通过检查码验证各区块组合的条形码信息的步骤中，当每一个区块组合都无法通过检查码验证时，以该控制模块重新沿着另一个扫描线辨识所述条形码图像。
3.根据权利要求1所述的条形码图像辨识方法，其中反复地沿着若干个扫描线辨识所述条形码图像的步骤包括：
以该控制模块于所述条形码图像上设定若干个扫描线；及
以该控制模块选取扫描线之一，辨识条形码信息。
4.根据权利要求1所述的条形码图像辨识方法，其中找出各该有效区块的步骤包括：
以该控制模块找出所述条形码图像的定位图形，以界定该定位图形所对应的区块；及
以该控制模块辨识各该区块的条形码信息。
5.根据权利要求1所述的条形码图像辨识方法，其中分析所述条形码图像的每一个区块的条形码信息的步骤中，更包括：
若无法由条形码图像找到有效区块，以该控制模块重新选取一尚未进行条形码图像辨识的扫描线辨识所述条形码图像。
6.根据权利要求1所述的条形码图像辨识方法，更包括下列步骤：
以该控制模块对该被选取的扫描线进行二值化处理，以辨识所述条形码图像；且该二值化处理的步骤包括：
该控制模块定义被选取的扫描线为坐标轴，产生亮度值的变化曲线；
由该控制模块在亮度值的变化曲线上设定若干个取样点；
该控制模块在每一取样点的前后定义一局部化范围；
该控制模块于该局部化范围中，找出最小波峰与最大波谷；
该控制模块以最小波峰与最大波谷的平均值，作为对应每一取样点的局部化阈值；及
该控制模块通过每一局部化阈值，决定每一取样点的二值化结果。
7.根据权利要求6所述的条形码图像辨识方法，其中该局部化范围是各取样点之前后，包括一定数量波峰及波谷的区段。
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